实验室气路工程是实验室工程的重要组成部分,气路系统主要由气源、切换装置、管道系统、调压装置、用气点、监控及报警系统组成。目前,实验室购置的许多大型仪器设备必须依赖某种工作气体才能正常工作,有些气体用于仪器设备驱动控制,如压缩空气,由于气体供应不符合要求,经常会引起仪器工作状态异常,甚至造成仪器设备的损坏。完善的气体管道配送系统也是一个优秀实验室的重要指标。

 一、实验室供气系统的特点

实验室供气示意图

气路系统主要由气源切换系统、管道系统、调压系统、用气点、监控及报警系统组成 

1、气瓶室需安装防爆排气扇,时刻保持良好的通风状态;

四川体彩网2、气瓶室内安装氢气、乙炔浓度报警器;

3、气体管路和各连接件均采用316L不锈钢材料,管道为内外抛光无缝洁净管;

4、管道安装尽量沿建筑物实体墙铺设,管道固定件采用绝缘材料,坚固,轻巧美观,耐用。 

二、实验室气体管道工程设计的需求

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目前大多数实验室中的各种分析仪器如气相色谱仪、气相色谱质谱仪、液相色谱质谱仪、原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、等离子发射光谱仪、电感耦合等离子质谱仪等都需要连续使用高纯载气和燃气,因此实验室的安全、连续、稳定运行需要我们考虑如何将这些气体供到各实验室中放置的分析仪器。

三、实验室供气工程现状

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目前我们可以用采用高压钢瓶、液体杜瓦瓶、集中供气系统完成上述工作。同时,当地消防规范建议甚至要求将主要的气体源如钢瓶、杜瓦瓶和液体储槽放置在工作区外的指定区域,然后将气体通过管道系统输送至实验室内。

但是考虑安全和效率因素,不考虑经济性因素,集中供气系统是比较优秀的方式。并成为当今实验室设备使用高纯气体的可靠连续的供应源,气体通过管道系统输送至实验室内,并可通过安装在工作台上的使用点二级减压器方便地调节压力和流量。

国内比较老的实验室在使用气体的时候大多是将气瓶放在用气点的旁边,然后在气瓶出口处安装一个减压器,然后直接通过紫铜管或四氟软管连接到仪器上,如果一个实验室里有多个使用设备时,就会有很多气瓶,同时有很多杂乱的管路,同时这些气体不乏有易燃易爆气体、有毒气体、强腐蚀气体,以及气瓶出口高压等因素,使得这种方式在现实使用过程中是充满危险性的。 

四、实验室用气体的危险性:

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1、有部分气体具有易燃、易爆、有毒、强腐蚀等特性,其一旦泄漏,就可能会对工作人员及仪器设备造成伤害;

2、多种气体在同一个环境下使用,如果有两种会发生燃烧或爆炸等强烈化学反应的气体同时泄漏,就可能对工作人员以及仪器设备造成伤害;

3、多数气瓶出口压力最高可达15MPa,即150公斤/cm2,如果发生气瓶口减压装置失灵,就有可能将一些部件激射出去,其能量对人体或设备都具有致命性的伤害。

五、实验室集中供气系统的优点

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针对过去使用中存在的问题,现代实验室对载气的使用环境进行了改革,即 “集中供气系统”,即将使用气体(以下简称载气)集中贮存,然后通过压差的原理将气体经过金属或其他材质管路送至用气点。其优点主要有以下几点:

1、首先解决气瓶的放置问题。气瓶间的位置如果可能尽量位于与实验室相对独立的房间,如果与实验室在同一大楼内,则气瓶间的位置要尽量位于人流较少并且独立的房间,这种方式可使气瓶与工作人员及仪器完全隔离,即使有害气体有泄漏,也不会发生直接伤害。

2、其次气体混合的问题。将所有载气气瓶根据气体性质分别集中在一个气瓶间中(其实最主要是将易燃易爆气体(如H2、天燃气、乙炔等)与助燃气体(如氧气、氯气)分开存贮)。

3、再次是解决气瓶压力的问题。每种气体可以将多瓶气体并联然后通过一个出口统一减压后运送气体至使用点。因为气瓶间是相对独立的,整个气路系统压力最大的地方也是气瓶出口处,因此这种方式将气瓶压力可能发生的危险缩小至气瓶间内,可对人体及仪器的伤害可降到最低。

六、实验室集中供气系统主要组成部分

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1、实验室气体管道:气体管路多采用不锈钢管、软管通过卡套式连接 自动焊接等安装和特殊气体管道安装完成整个系统的连接。

2、气体管道常用零部件主要有减压器、球阀、针阀、直通、三通、等等。

七、实验室集中供气系统的优点

针对过去使用中存在的问题,现代实验室对載气的使用环境进行了改革,即“集中供气系统”,即将使用气体(简称载气)集中贮存,然后通过压差的原理将气体经过金属或其他材质管路送至用气点。其优点主要有以下几点:

1、保持气体纯度

2、不间新供应气体

四川体彩网3、气体压力稳定

4、高效率

5、操作简便

四川体彩网6、减少气瓶

四川体彩网7、减少分子损耗

8、无气瓶在实验室中可提高安全性、提高安全感、节省空间

9、降低控制阀的损环和丢失率、缩短气阀与仪器间的连接管路的长度,更为方便